《單相合金的凝固》ppt課件(文件)
【正文】 關(guān)系以于不同的 GL值可以用圖 430表示。由此可見，胞晶長大時(shí)其 v與Ｒ的關(guān)系同枝晶長大有很大的差別。 指出，在枝晶生長過程中有利于擾動(dòng)增長的 “成分過冷 ”作用 等于有利于擾動(dòng)衰減的 界面能作用 時(shí)，枝晶端部將是穩(wěn)定的。隨著 v的減少或溫度梯度的增加， Ct 將長高，直至 時(shí)， ， ，此即平界面穩(wěn)定態(tài)的情況。當(dāng)vvtr 時(shí)，隨著 v的增加，式 471右側(cè)第一項(xiàng)變得可以忽略不計(jì)，此時(shí)，柱狀樹枝晶的分枝發(fā)達(dá)，枝晶端部成分可表示為： 第五節(jié) 微觀偏析1 偏析比 SR=枝晶間最大溶質(zhì)濃度 /枝晶干最小溶質(zhì)濃度2 影響枝晶偏析的因素： ① 冷速大時(shí)偏析大。將有關(guān)函數(shù)關(guān)系代入并整理得：該式適用于胞晶或柱狀樹枝晶內(nèi)有固相擴(kuò)散、液相中無對(duì)流時(shí)的溶質(zhì)分布情況。 第六節(jié) 固液相界面非線性動(dòng)力學(xué)理論１固液界面非線性動(dòng)力學(xué)研究狀況在預(yù)測界面是否穩(wěn)定時(shí)，界面穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)理論比成分過冷理論更近一步，但是用 MS理論來判斷胞晶、枝晶等固液界面是否穩(wěn)定還存在一些問題：1）只適用于固液界面形態(tài)變化緩慢的穩(wěn)定性。當(dāng) 時(shí)， ，表明 隨時(shí)間增加而逐漸增加，這時(shí)固液界面表現(xiàn)出不穩(wěn)定；當(dāng) 時(shí)， ，表明 隨時(shí)間增加而逐漸地減小，這時(shí)固液界面的擾動(dòng)振幅逐漸趨于 0，固液界面向穩(wěn)定的方向發(fā)展，一直達(dá)到穩(wěn)定為止。當(dāng) 時(shí)，表示系統(tǒng)進(jìn)入到非穩(wěn)定狀態(tài)，若 ， ，表明擾動(dòng)振幅隨時(shí)間增加而逐漸增加，固液界面達(dá)不到穩(wěn)定狀態(tài)，若 時(shí)， 可能等于零，表明失穩(wěn)的固液界面可以重新回到穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng) ，系統(tǒng)與上述情況相反。至于固液界面處于不穩(wěn)定后，擾動(dòng)振幅逐漸增，何時(shí)才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，MS理論無法回答。3） 胞晶、枝晶都是在遠(yuǎn)離平衡的條件下得到的，在遠(yuǎn)離平衡時(shí)固液界面擾動(dòng)振幅較大，所以就不能只考慮擾動(dòng)振幅的線性項(xiàng)作用，同時(shí)還要考慮其中非線性項(xiàng)作用。當(dāng) ， 時(shí)：此乃柱狀樹枝晶內(nèi)無固相擴(kuò)散時(shí)的情況。 采用 長時(shí)間擴(kuò)散退火 可以消除或減輕顯微偏析。結(jié)合圖 431可以看出，當(dāng) v=vtr 時(shí)，即胞晶向樹枝晶轉(zhuǎn)變相當(dāng)于圖 432中各曲線的轉(zhuǎn)折處。此時(shí) 或式中 kE為溶質(zhì)有效分配系數(shù)。在 低的生長速度區(qū)域 內(nèi)，由于Ｒ大，Ｇ ibbs Thomson效應(yīng)可以忽略，上式簡化為： 460在高、中生長速度區(qū)域內(nèi)，由于Ｒ小， 459式簡化為： 461式中，令式 460與 461相等，則可求出胞晶向枝晶生長轉(zhuǎn)變的臨界速度 vtr， 即 462式 462即為在ＧＬ一定條件下，形成平面晶的臨界生長速度 vc與胞晶轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲L速度 vtr的關(guān)系。 GL值愈大，越可以使胞晶在大的 v值條件下形成平面晶。Langer等人根據(jù)界面穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)理論認(rèn)為， Rs大約等于枝晶端部最小的擾動(dòng)波長 即， 具有小曲率半徑的枝晶，由于側(cè)枝的發(fā)展，將傾向于使曲率半徑變大，具有大曲率半徑的枝晶，由于枝晶端部不穩(wěn)定性的發(fā)展，
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